實木復(fù)合地板工藝及性能表征
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【摘要】:近年來,隨著我國建筑行業(yè)及家裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,裝飾裝修建材以及家具業(yè)用材快速增長。木地板作為一種重要的室內(nèi)裝飾裝修材料,擁有巨大的市場潛力。目前,國內(nèi)地板市場的主要產(chǎn)品有強化木地板、實木復(fù)合地板、實木地板、竹地板以及其他材料類的地板,其中銷量最大及增長速度最快的分別為強化木地板和實木復(fù)合地板。實木復(fù)合地板對珍貴闊葉材的消耗遠(yuǎn)低于實木地板,且充分利用了速生材、針葉材和小徑材,結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理,具有優(yōu)化木材利用的優(yōu)勢。隨著木材資源的短缺、消費者對實木地板消費提出更高要求以及先進制造技術(shù)的不斷涌現(xiàn),實木復(fù)合地板的突出優(yōu)勢迅速在生產(chǎn)和消費領(lǐng)域得到認(rèn)可,產(chǎn)業(yè)得以蓬勃發(fā)展。進一步深入研究實木復(fù)合地板生產(chǎn)工藝,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高生產(chǎn)效率,不僅有利于優(yōu)化資源配置,而且能使促使我國人造板加工業(yè)更具競爭力。本文以三聚氰胺甲醛樹脂浸漬橡木(Quercus)單板,考察浸漬時間、浸漬溫度、膠液濃度等工藝因素對浸漬效果的影響,采用掃描電子顯微鏡(SEM)、接觸角測量儀、傅里葉紅外光譜儀(FTIR)、X射線衍射儀(XRD)對其浸漬機理進行表征分析。再利用較優(yōu)浸漬工藝浸漬后的橡木單板與表層耐磨紙、桉木單板、底層平衡紙為主要材料,采用正交試驗法對多層實木復(fù)合地板的生產(chǎn)工藝進行研究,探索較優(yōu)的工藝參數(shù),為實際生產(chǎn)提供依據(jù)。本論文主要結(jié)論如下:(1)各工藝因素對橡木單板浸漬效果的影響不同。浸漬溫度和膠液濃度對單板浸漬效果的影響顯著,實際生產(chǎn)中應(yīng)加強對這兩個工藝因素的控制。相對于浸漬溫度和膠液濃度這兩個工藝因素,浸漬時間對單板浸漬效果的影響不顯著,但由于在生產(chǎn)實際中對這個工藝因素的控制更具可操作性,故不應(yīng)忽視浸漬時間這個因素的重要性。通過單因素試驗和正交試驗分析得出一組較佳的浸漬工藝參數(shù):浸漬時間20min,膠液濃度50%,浸漬溫度35℃。(2)對浸漬樹脂前后的橡木單板進行掃描電子顯微鏡觀察,未浸漬的橡木單板內(nèi)部含有豐富的孔隙,質(zhì)地細(xì)密。木材導(dǎo)管分子腔及木纖維細(xì)胞腔內(nèi)未見其他物質(zhì)存在。對其進行浸漬處理后,三聚氰胺甲醛樹脂滲透到木材導(dǎo)管腔及細(xì)胞壁內(nèi)。三聚氰胺甲醛樹脂的引入,填充于木材表面及內(nèi)部孔隙,對水分進入起到阻礙作用,對橡木單板尺寸穩(wěn)定性、后期膠合性能及表面性能的提高都有積極的影響。(3)分析三聚氰胺甲醛樹脂對橡木單板的潤濕性能,三聚氰胺甲醛樹脂能夠較好地潤濕橡木單板,對其具有一定的滲透性。三聚氰胺甲醛樹脂與橡木單板間的接觸角隨著時間的延長而減小,在100s后基本趨于穩(wěn)定,說明隨著時間的延長,三聚氰胺甲醛樹脂膠液對橡木單板的滲透性減弱,繼續(xù)延長浸漬時間對增強浸漬效果的作用不大,應(yīng)當(dāng)合理選擇浸漬時間。(4)對浸漬樹脂前后的橡木單板進行傅里葉紅外光譜分析表明,浸漬前后橡木單板的的FTIR圖譜變化主要出現(xiàn)在1800~600 cm-1區(qū)域。與未浸漬處理橡木單板相比,浸漬處理后的橡木單板的一系列特征峰(1733 cm-1,1652 cm-1, 1329cm-1,1243 cm-1,1049 cm-1)未見較大變化。且浸漬處理后的橡木單板在811cm-1處出現(xiàn)對應(yīng)于三聚氰胺和甲醛縮聚體系中三嗪環(huán)的特征振動峰,證明了三聚氰胺甲醛樹脂引入,與木材纖維素、半纖維素、木質(zhì)素中的某些基團發(fā)生了作用。(5)對浸漬樹脂前后的橡木單板進行X射線衍射分析可知,浸漬前后試樣的20衍射強度曲線圖的位置不變且形狀相同,表明橡木單板在浸漬處理后其結(jié)晶區(qū)域即晶層的距離沒有發(fā)生變化,說明了在整個處理過程中對纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生較大的影響,木材纖維素結(jié)晶區(qū)未受到破壞。浸漬處理后,引入了三聚氰胺甲醛樹脂,填充于木材細(xì)胞壁之間,可能有一部分基團和細(xì)胞壁物質(zhì)中的某些基團發(fā)生交聯(lián),出現(xiàn)一些新的結(jié)晶形式。三聚氰胺甲醛樹脂浸入到木材細(xì)胞中,經(jīng)過加熱處理后,樹脂固化在木材細(xì)胞腔、細(xì)胞間隙以及細(xì)胞壁中,使單板的強度、硬度、尺寸穩(wěn)定性等都得到了提高。(6)各工藝因素對多層實木復(fù)合地板理化性能的影響不同。熱壓溫度對地板的彈性模量和甲醛釋放量影響顯著,施膠量對地板的甲醛釋放量影響顯著。在試驗范圍內(nèi),隨著熱壓時間的延長和熱壓壓力的提高,地板靜曲強度和彈性模量整體呈上升趨勢。隨著熱壓溫度和熱壓壓力的提高,磨耗值和甲醛釋放量整體呈降低趨勢。隨著施膠量的增大,靜曲強度和彈性模量先增大后減小,甲醛釋放量增大,磨耗值變化幅度不大。通過極差和方差分析得到多層實木復(fù)合地板較佳工藝參數(shù):熱壓溫度145℃,熱壓時間1.1 min·mm-1,熱壓壓力1.8MPa,施膠量280g·m-2。(7)由正交試驗得出的最佳工藝參數(shù)進行穩(wěn)定性試驗壓制所得多層實木復(fù)合地板,各項理化性能均能達到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。且與市售普通多層實木復(fù)合地板相比,由于采用的是添加了高光劑和耐磨顆粒的表層耐磨紙,其光澤度和表面耐磨性能優(yōu)于市售普通地板。但其甲醛釋放量高于市售多層實木復(fù)合地板,可考慮繼續(xù)深化降醛處理。
【關(guān)鍵詞】:橡木單板 浸漬工藝 浸漬機理 多層實木復(fù)合地板 熱壓工藝
【學(xué)位授予單位】:福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TS653
【目錄】:
- 摘要7-10
- Abstract10-13
- 第一章 緒論13-23
- 1.1 引言13-15
- 1.1.1 研究背景13-14
- 1.1.2 研究意義14-15
- 1.2 國內(nèi)外的研究狀況15-21
- 1.2.1 多層實木復(fù)合地板的研究15-18
- 1.2.2 木材單板浸漬樹脂的研究18-19
- 1.2.3 強化木地板生產(chǎn)技術(shù)的研究19-20
- 1.2.4 小結(jié)20-21
- 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容21-22
- 1.3.1 研究目標(biāo)21
- 1.3.2 研究主要內(nèi)容21-22
- 1.4 研究技術(shù)路線22
- 1.5 論文創(chuàng)新點22-23
- 第二章 表層單板浸漬工藝的研究23-37
- 2.1 引言23
- 2.2 材料與方法23-24
- 2.2.1 試驗材料23
- 2.2.2 試驗方法23-24
- 2.2.3 儀器與設(shè)備24
- 2.3 單因素試驗24-31
- 2.3.1 單因素試驗設(shè)計24-25
- 2.3.2 單因素試驗結(jié)果分析25-31
- 2.4 正交試驗31-36
- 2.4.1 正交試驗設(shè)計31-32
- 2.4.2 正交試驗結(jié)果分析32-35
- 2.4.3 穩(wěn)定性試驗35-36
- 2.5 小結(jié)36-37
- 第三章 單板浸漬機理與性能表征37-48
- 3.1 引言37
- 3.2 材料與方法37-40
- 3.2.1 試驗材料37-38
- 3.2.2 試驗方法38-39
- 3.2.3 儀器與設(shè)備39-40
- 3.3 結(jié)果與分析40-46
- 3.3.1 單板的掃描電鏡顯微分析(SEM)40
- 3.3.2 單板的潤濕性能分析40-42
- 3.3.3 單板的傅里葉紅外光譜分析(FTIR)42-44
- 3.3.4 單板的X射線衍射分析(XRD)44-46
- 3.4 小結(jié)46-48
- 第四章 多層實木復(fù)合地板工藝的研究48-69
- 4.1 引言48
- 4.2 材料與方法48-51
- 4.2.1 試驗材料48
- 4.2.2 試驗方法48-50
- 4.2.3 儀器與設(shè)備50-51
- 4.3 結(jié)果與分析51-66
- 4.3.1 工藝因素對復(fù)合地板靜曲強度的影響52-56
- 4.3.2 工藝因素對復(fù)合地板彈性模量的影響56-58
- 4.3.3 工藝因素對復(fù)合地板表面耐磨性能的影響58-63
- 4.3.4 工藝因素對復(fù)合地板甲醛釋放量的影響63-66
- 4.4 穩(wěn)定性試驗66-67
- 4.5 多層實木復(fù)合地板性能比較67
- 4.6 小結(jié)67-69
- 第五章 結(jié)論69-71
- 參考文獻71-78
- 致謝78
【參考文獻】
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1 賈
本文編號:385964
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